22ΟΣ ΑΙΩΝΑΣ
17/12/2020 19:55 EET

Πιο κοντά στη λύση του (;) το μυστήριο του «Ένατου Πλανήτη» του Ηλιακού Συστήματος

Χάρη σε νέα στοιχεία για έναν μακρινό εξωπλανήτη.

NASA, ESA, and M. Kornmesser (ESA/Hubble)
.

Ένας πλανήτης σε μια ασυνήθιστη τροχιά γύρω από ένα διπλό άστρο σε απόσταση 336 ετών φωτός μπορεί να δίνει στοιχεία που θα οδηγήσουν στην επίλυση ενός μυστηρίου πολύ πιο κοντά μας- του υποτιθέμενου «Ένατου Πλανήτη» του Ηλιακού Συστήματος.

Σύμφωνα με ανακοίνωση της NASA, είναι η πρώτη φορά που αστρονόμοι είναι σε θέση να μετρήσουν την κίνηση ενός γιγαντιαίου πλανήτη, στον τύπο του Δία, που κινείται σε τροχιά σε πολύ μεγάλη απόσταση από τα άστρα που τον «φιλοξενούν» και τον ορατό δίσκο συντριμμάτων. Ο δίσκος αυτός είναι παρόμοιος με τη Ζώνη Κάιπερ του δικού μας συστήματος, που αποτελείται από μικρά, παγωμένα σώματα πέρα από τον Ποσειδώνα. Στο δικό μας ηλιακό σύστημα, ο υποτιθέμενος Ένατος Πλανήτης εκτιμάται πως μπορεί να βρίσκεται μακριά, έξω από τη Ζώνη Κάιπερ, σε μια αντίστοιχα παράξενη τροχιά. Αν και η έρευνα για τον Ένατο Πλανήτη συνεχίζεται, η ανακάλυψη του συγκεκριμένου εξωπλανήτη υποδεικνύει με τη σειρά της πως τέτοιες παρόμοιες τροχιές είναι όντως δυνατές.

«Το σύστημα αυτό έχει μια πιθανώς μοναδική αντιστοιχία με το δικό μας ηλιακό σύστημα» εξήγησε ο Μέιτζι Νγκουγιέν του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια, Μπέρκλεϊ, lead author του επιστημονικού άρθρου. «Είανι πολύ ευρέως διαχωρισμένο από τα άστρα του, σε μια έκκεντρη και πολύ μη ευθυγραμμισμένη τροχιά, όπως στην πρόβλεψη για τον Ένατο Πλανήτη. Αυτό δημιουργεί το ερώτημα πώς σχηματίστηκαν αυτοί οι πλανήτες και εξελίχθηκαν για να καταλήξουν στις παρούσες θέσεις».

Το σύστημα όπου βρίσκεται ο συγκεκριμένος γίγαντας αερίων είναι ηλικίας μόλις 15 εκατ. ετών. Αυτό δείχνει πως ο Ένατος Πλανήτης, αν υπάρχει όντως, θα μπορούσε να είχε σχηματιστεί πολύ νωρίς στην εξέλιξη του δικού μας, 4,6 δισ. ετών, ηλιακού συστήματος.

Ο εν λόγω εξωπλανήτης, μάζας εντεκαπλάσιας αυτής του Δία, ονομάζεται HD 106906 b και είχε ανακαλυφθεί το 2013 με τα Magellan Telescopes στο Αστεροσκοπείο Λας Καμπάνας στην έρημο Ατακάμα της Χιλής. Ωστόσο οι αστρονόμοι δεν ήξεραν τίποτα για την τροχιά του, και για αυτό χρειάζονταν κάτι που μόνο το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble μπορούσε να παρέχει: Ακριβείς μετρήσεις της κίνησης του πλανήτη σε διάστημα 14 ετών. Οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν δεδομένα από το αρχείο του Hubble που παρείχαν στοιχεία για αυτή την κίνηση.

Ο εξωπλανήτης βρίσκεται πολύ μακριά από το ζεύγος των φωτεινών, νεαρών άστρων του- απόσταση 730 φορές αυτή που έχει η Γη από τον Ήλιο και παραπάνω. Η μεγάλη αυτή απόσταση κάνει ιδιαίτερα δύσκολο να προσδιοριστεί η τροχιά του, διάρκειας 15.000 ετών, σε τόσο μικρό χρονικό διάστημα παρατηρήσεων από το Hubble. Ο πλανήτης κινείται πολύ αργά κατά μήκος της τροχιάς του, δεδομένης της αδύναμης βαρυτικής έλξης από τα – μακρινά- άστρα του.

Η ομάδα του Hubble διαπίστωσε ότι ο μακρινός αυτός κόσμος είχε μια πολύ ασυνήθιστη τροχιά, που ήταν πολύ μη ευθυγραμμισμένη, επιμήκης και εξωτερική στον δίσκο συντριμμάτων που περιβάλλει τα δίδυμα άστρα. Τα ίδια τα συντρίμματα αυτά είναι πολύ ασυνήθιστα, ίσως λόγω της βαρυτικής επιρροής του απομακρυσμένου πλανήτη.

Οπότε τίθεται το ερώτημα: Πώς ο εξωπλανήτης αυτός βρέθηκε σε τέτοια τροχιά; Η κυρίαρχη θεωρία είναι πως σχηματίστηκε πολύ πιο κοντά στα άστρα του, σε απόσταση περίπου τριπλάσια αυτής της Γης από τον Ήλιο. Ωστόσο η έλξη εντός του δίσκου αερίων του συστήματος άλλαξε την τροχιά του, αναγκάζοντάς τον να «μεταναστεύσει» προς τα μέσα. Η βαρυτική επίδραση από τα δίδυμα άστρα μετά τον έστειλε σε μια έκκεντρη τροχιά η οποία σχεδόν τον έδιωξε από το σύστημα, προς το διαστρικό κενό. Τότε ένα διερχόμενο άστρο από το εξωτερικό του συστήματος σταθεροποίησε την τροχιά του εξωπλανήτη και τον εμπόδισε να εγκαταλείψει το «μητρικό» του σύστημα. Υποψήφια διερχόμενα άστρα ταυτοποιήθηκαν το 2019 από τους Ρόμπερτ ντε Ρόσα και Πολ Κάλας.

 

NASA, ESA, M. Nguyen (University of California, Berkeley), R. De Rosa (European Southern Observatory), and P. Kalas (University of California, Berkeley and SETI Institute)
.

 

Ο Κάλας, σε μελέτη του που δημοσιεύτηκε το 2015, ηγήθηκε μιας ομάδας η οποία βρήκε στοιχεία για τη συμπεριφορά του ασυνήθιστου αυτού πλανήτη: Ο δίσκος συντριμμάτων του συστήματος είναι πολύ ασύμμετρος, ενώ η μία πλευρά του είναι «κολοβή» σε σχέση με την άλλη, ενώ υπάρχει επίσης μια κάθετη διαταραχή. «Η ιδέα είναι πως κάθε φορά που ο πλανήτης έρχεται στη μικρότερη απόστασή του στο διπλό άστρο, αναταράσσει το υλικό στον δίσκο» εξηγεί ο ντε Ρόσα. «Οπότε κάθε φορά που περνάει ο πλανήτης, “κουτσουρεύει” τον δίσκο και τον ωθεί προς τα πάνω στη μία πλευρά. Αυτό το σενάριο έχει ήδη δοκιμαστεί με προσομοιώσεις αυτού του συστήματος με τον πλανήτη σε μια παρόμοια τροχιά- αυτό ήταν πριν μάθουμε ποια ήταν η τροχιά αυτού του πλανήτη».

«Είναι σαν να φτάνεις στο σημείο ενός τροχαίου και να προσπαθείς να αναδημιουργήσεις αυτό που συνέβη» εξήγησε ο Κάλας. «Είναι διερχόμενα άστρα που ανατάραξαν τον πλανήτη, και μετά ο πλανήτης ανατάραξε τον δίσκο; Είναι ο διπλός αστέρας στο κέντρο που ανατάραξε πρώτα τον πλανήτη, και μετά ανατάραξε τον δίσκο; Είναι αστρονομική δουλειά για ντετέκτιβ».

Οι παραλληλισμοί με τον «Ένατο Πλανήτη»

Τα σενάρια για την περίεργη τροχιά του HD 106906 b παραπέμπουν, κατά κάποιον τρόπο, στα αίτια που μπορεί να έστειλαν τον υποτιθέμενο «Ένατο Πλανήτη» στις παρυφές του Ηλιακού Συστήματος, πολύ μακριά από τους άλλους πλανήτες και πέρα από τη Ζώνη Κάιπερ. Ο «Ένατος Πλανήτης» μπορεί να σχηματίστηκε στο εσώτερο Ηλιακό Σύστημα και μετά να «εξορίστηκε» λόγω των αλληλεπιδράσεων με τον Δία. Ωστόσο ο Δίας πιθανότατα θα είχε διώξει τον «Ένατο Πλανήτη» πέρα από τον Πλούτωνα. Διερχόμενα άστρα ίσως σταθεροποίησα την τροχιά του «εξόριστου» πλανήτη.

«Είναι σαν να έχουμε μια χρονομηχανή για το δικό μας πλανητικό σύστημα, που πάει πίσω 4,6 δισ. χρόνια, για να δούμε τι μπορεί να συνέβη όταν το νεαρό μας ηλιακό σύστημα ήταν δυναμικά ενεργό και όλα πήγαιναν πέρα – δώθε και ανακατατάσσονταν» είπε ο Κάλας.

Μέχρι τώρα οι αστρονόμοι έχουν μόνο ενδείξεις για την ύπαρξη του «Ένατου Πλανήτη»: Έχει βρεθεί ένα σύμπλεγμα μικρών ουρανίων σωμάτων πέρα από τον Ποσειδώνα, που κινούνται σε ασυνήθιστες τροχιές συγκριτικά με το υπόλοιπο Ηλιακό Σύστημα. Αυτό, σύμφωνα με κάποιους, υποδεικνύει πως τα αντικείμενα αυτά «συναθροίστηκαν» χάρη στη βαρυτική έλξη ενός μεγάλου, αθέατου πλανήτη. Μια άλλη θεωρία λέει πως δεν υπάρχει κάποιος μεγάλος πλανήτης που προκαλεί αναταραχή, μα η ανισορροπία οφείλεται στη συνδυαστική βαρυτική επιρροή πολλαπλών, πολύ μικρότερων αντικειμένων- ενώ υπάρχει πάντα και το ενδεχόμενο ο «Ένατος Πλανήτης» να μην υπάρχει καθόλου και η συγκέντρωση αυτή να είναι απλά μια στατιστική ανωμαλία.

Ο HD 106906 b αναμένεται να αποτελέσει στόχο του Διαστημικού Τηλεσκοπίου James Webb της NASA.